Biokimia Energi: ATP dan Proses Pembuatan Energi Seluler
Adenosin trifosfat (ATP) adalah molekul yang berfungsi sebagai sumber energi utama dalam sel. ATP terdiri dari adenosin yang terikat pada tiga gugus fosfat. Energi disimpan dalam ikatan fosfat yang tinggi energi, dan ketika satu gugus fosfat dipisahkan melalui hidrolisis, ATP diubah menjadi adenosin difosfat (ADP) dan fosfat anorganik, melepaskan energi yang digunakan untuk berbagai proses biologis, termasuk kontraksi otot, sintesis biomolekul, dan transport aktif.
Glikolisis adalah jalur metabolik yang mengubah glukosa menjadi piruvat, dengan menghasilkan ATP dan NADH dalam prosesnya. Proses ini berlangsung di sitoplasma sel dan merupakan tahap awal dalam respirasi seluler. Dalam glikolisis, glukosa dipecah melalui serangkaian reaksi enzimatik untuk menghasilkan dua molekul ATP dan dua molekul NADH per molekul glukosa. Glikolisis merupakan jalur anaerobik yang dapat berlangsung tanpa oksigen, tetapi hasil akhirnya bergantung pada kondisi oksigen untuk proses lebih lanjut.
Siklus asam sitrat, atau siklus Krebs, adalah serangkaian reaksi biokimia yang terjadi di mitokondria dan berfungsi untuk memproduksi ATP, NADH, dan FADH2 dari piruvat yang dihasilkan dari glikolisis. Dalam siklus ini, piruvat diubah menjadi asetil-KoA dan bergabung dengan oksaloasetat untuk membentuk asam sitrat, yang kemudian diubah kembali menjadi oksaloasetat melalui berbagai langkah, menghasilkan ATP dan transfer elektron dalam bentuk NADH dan FADH2. Produk akhir dari siklus ini digunakan dalam rantai transport elektron untuk produksi ATP lebih lanjut.
Rantai transport elektron (ETC) adalah proses yang terjadi di membran dalam mitokondria dan melibatkan transfer elektron dari NADH dan FADH2 ke kompleks protein dalam membran mitokondria. Energi dari transfer elektron ini digunakan untuk memompa proton (H+) ke ruang antar membran, menciptakan gradien elektrokimia. Gradien ini kemudian digunakan oleh ATP sintase untuk menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat anorganik melalui proses fosforilasi oksidatif. Proses ini menghasilkan jumlah ATP terbesar dalam respirasi seluler dan bergantung pada oksigen sebagai akseptor elektron akhir, membentuk air sebagai produk sampingan.
